6.有一根細(xì)面均勻的導(dǎo)電材料樣品(如圖a所示),橫截面為同心圓環(huán)(如圖b所示),此樣品長L約為3cm,電阻約為100Ω,已知這種材料的電阻率為ρ,因該樣品的內(nèi)徑太小,無法直接測量.現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材:
A.20分度的游標(biāo)卡尺
B.螺旋測微器
C.電流表A1(量程50mA,內(nèi)阻r=100Ω)
D.電流表A2(量程100mA,內(nèi)阻r大約為40Ω)
E.電流表A3(量程3A,內(nèi)阻r大約為0.1Ω)
F.滑動(dòng)變阻器R(0-10Ω)
G.直流電源E(12V,內(nèi)阻不計(jì))
H.導(dǎo)電材料樣品R
I.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干
請(qǐng)根據(jù)上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)盡可能精確地測量該樣品內(nèi)徑d的實(shí)驗(yàn)方案,回答下列問題:

(1)用游標(biāo)卡尺測得該樣品的長度如圖甲所示,其示數(shù)L=30.35mm;用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖乙所示,其示數(shù)D=3.205mm.
(2)請(qǐng)選擇合適的儀器,畫出最佳實(shí)驗(yàn)電路圖,并標(biāo)明所選器材的字母代號(hào).
(3)說明在電路中需要測量的量及其符號(hào);
用已知物理量的符號(hào)和測量物理量的符號(hào)表示樣品的內(nèi)徑d=$\sqrt{{D}^{2}-\frac{4ρL({I}_{D}-{I}_{C})}{π{I}_{C}{r}_{1}}}$mm.

分析 (1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù),不需估讀;螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù),需估讀.
(2)對(duì)本題設(shè)計(jì)測量電路的關(guān)鍵是,考慮D電流表滿偏電流大于C電流表的滿偏電流,同時(shí)C電流表的內(nèi)阻是定值,因此可以求出C電流表兩端的實(shí)際電壓,從而可將C電流表當(dāng)做電壓表而求出樣品兩端的電壓.

解答 解:(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為L=30mm+7×0.05mm=30.35mm,
螺旋測微器測得該樣品的外徑d=3mm+20.5×0.01mm=3.205mm
(2)因三個(gè)電流表中,D電流表的滿偏電流大于C電流表的滿偏電流,又C電流表內(nèi)阻為定值,根據(jù)歐姆定律與串并聯(lián)知識(shí),應(yīng)將C電流表與待測材料并聯(lián)后再與D電流表串聯(lián),又因滑動(dòng)變阻器阻值太小應(yīng)用分壓式接法,可設(shè)計(jì)電路圖如圖所示.

(3)設(shè)C電流表示數(shù)為IC,D電流表示數(shù)為ID,由歐姆定律可得待測電阻阻值為:R=$\frac{{I}_{C}{r}_{1}}{{I}_{D}-{I}_{C}}$

又由電阻定律R=$ρ\frac{L}{S}$   以及S=$\frac{π{D}^{2}}{4}$$-\frac{πeuyhgmj^{2}}{4}$

解得樣品的直徑為:d=$\sqrt{{D}^{2}-\frac{4ρL({I}_{D}-{I}_{C})}{π{I}_{C}{r}_{1}}}$
故答案為:(1)30.35,3.205;(2)如圖所示;(3)電流表A1 讀數(shù)為IC,D電流表示數(shù)為ID,$\sqrt{{D}^{2}-\frac{4ρL({I}_{D}-{I}_{C})}{π{I}_{C}{r}_{1}}}$

點(diǎn)評(píng) 本題屬于電流表與電壓表的反常規(guī)接法,即可將電流表當(dāng)做電壓表來使用,關(guān)鍵是根據(jù)電路圖能求出待測電阻的阻值才行.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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16.如圖所示,通電導(dǎo)線MN在紙面內(nèi)從a位置繞其一端M轉(zhuǎn)至b位置時(shí),通電導(dǎo)線所受安培力的變化情況是(  )
A.方向大小均不變B.方向改變,大小不變
C.方向不變,大小變小D.方向不變,大小變大

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17.如圖所示,帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運(yùn)動(dòng),質(zhì)量為m的小球A用輕質(zhì)細(xì)線懸掛于支架前端,與小車的運(yùn)動(dòng)豎直相同,右端質(zhì)量為M的物塊B始終相對(duì)于小車靜止.B與小車平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.若某時(shí)刻觀察到輕質(zhì)細(xì)線偏離豎直方向θ角,則( 。
A.物塊B所受摩擦力為零
B.小車的加速度為gsinθ
C.輕質(zhì)細(xì)線對(duì)小球A的拉力為mgcosθ
D.小車對(duì)物塊B的作用力大小為Mg$\sqrt{1+ta{n}^{2}θ}$

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14.如圖所示,彈性繩的一端固定在O點(diǎn),另一端和一物體相連,小球從O點(diǎn)自由下落.至B點(diǎn)彈性繩自然伸直,經(jīng)過合力為零的C點(diǎn)到達(dá)最低點(diǎn)D,然后彈起,整個(gè)過程中忽略空氣阻力,小球可視為質(zhì)點(diǎn),分析這一過程,下列表述正確的是( 。
A.經(jīng)過B點(diǎn)時(shí),小球的動(dòng)能最大
B.經(jīng)過C點(diǎn)時(shí),小球的動(dòng)能最大
C.從B點(diǎn)到C點(diǎn),小球的加速度逐漸增大
D.從C點(diǎn)到D點(diǎn),小球的加速度逐漸增大

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1.如圖所示,在粗糙的水平面上疊放著木塊P和Q,用水平力F推Q,使P、Q一起沿水平面向右勻加速滑動(dòng),P、Q始終保持靜止,以下說法中正確的是(  )
A.P一定受三個(gè)力B.P可能受二個(gè)力
C.地面對(duì)Q的摩擦力一定等于FD.Q對(duì)P的摩擦力可能大于F

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11.圓形區(qū)域內(nèi)有如圖所示的勻強(qiáng)磁場,一束相同荷質(zhì)比的帶電粒子對(duì)準(zhǔn)圓心O射入,分別從a、b兩點(diǎn)射出,則從b點(diǎn)射出的粒子( 。
A.帶正電B.運(yùn)動(dòng)半徑較小
C.速率較小D.在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短

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18.火車在平直軌道上勻速行駛,門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起,發(fā)現(xiàn)仍落回車上原處,這是因?yàn)椋ā 。?table class="qanwser">A.人跳起后,車廂內(nèi)空氣給他以向前的力,帶著他隨同火車一起向前運(yùn)動(dòng)B.人跳起的瞬間,車廂地板給他一個(gè)向前的力,推動(dòng)他隨同火車一起向前運(yùn)動(dòng)C.人跳起后,因慣性在水平方向上保持與車同樣的速度,所以落回原處D.人跳起后,車在繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),所以人落下后必定偏后一些,只是由于時(shí)間很短,偏后距離大小,不明顯而已

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A.60km/h是平均速度,80km是位移B.60km/h是平均速度,80km是路程
C.60km/h是瞬時(shí)速度,80km是路程D.60km/h是瞬時(shí)速度,80km是位移

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A.電壓表(0~3V,內(nèi)阻6kΩ) 
B.電壓表(0~15V,內(nèi)阻30kΩ) 
C.電流表(0~3A,內(nèi)阻0.1Ω) 
D.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻0.5Ω) 
E.滑動(dòng)變阻器(10Ω,5A) 
F.滑動(dòng)變阻器(200Ω,0.5A) 
G.蓄電池(電動(dòng)勢6V,內(nèi)阻不計(jì))

(1)用如圖所示的電路進(jìn)行測量,電壓表應(yīng)選用A,電流表應(yīng)選用D,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用E.(用序號(hào)字母表示)
(2)通過實(shí)驗(yàn)測得此燈泡的伏安特性曲線如圖所示,由圖線可求得此燈泡在正常工作時(shí)的電阻為10Ω.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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